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Kniehebel, insbesondere für die Freiauslösung von Installationsselbstschaltern
Für die Freiauslösung von Installationsselbst- schaltern wie auch für andere Zwecke kommen häufig sogenannte Kniehebel zur Verwendung.
Diese bestehen grundsätzlich aus zwei Hebel- armen, die am Kniepunkt gelenkig miteinander verbunden sind und aus einer, meist hinter dem
Totpunkt liegenden Strecklage nach einer Seite ausschwingen können. Ein solcher Kniehebel soll bei genügender Sicherung in seiner Streck- lage ein möglichst starres System bilden, das sich einerseits durch eine sehr geringe Kraft auslösen lässt, anderseits aber doch genügend Sicherheit gegen unbeabsichtigte Auslösung, wie sie durch geringe Erschütterung hervorgerufen werden könnte, bietet. Auch soll ein solcher Kniehebel möglichst trägheitslos sein, damit die Auslösung in denkbar kürzester Zeit erfolgt und es soll die Auslösekraft oder sollen verschiedene Aus- lösekräfte (wie thermische, magnetische oder handbetätigte) in ihrer Wirkstelle auf den Kniehebel nicht an den Kniepunkt gebunden sein.
Es sind wohl schon Kniehebel bekannt ge- worden, die zur Erzielung kleiner Auslösekräfte nicht über den Totpunkt hinaus gestreckt werden.
Diese weisen aber zur Verrastung des Kniehebels einen dritten Hebelarm, der gemeinsam mit der einen Kniehebelhälfte gelagert ist, und eine Verlängerung an der anderen Kniehebelhälfte auf. Es lassen sich mit einer solchen Einrichtung wohl, wie erstrebt, sehr geringe Auslösekräfte erreichen, doch bleibt der grosse Nachteil ungenügender Erschütterungsfestigkeit bestehen und man ist zudem mit der Auslösekraft sowohl nach Richtung wie auch nach Angriffspunkt an den dritten Hebelarm gebunden. Auch hinsichtlich Auslösegeschwindigkeit ist diese Einrichtung ungünstig, da die Verlängerung des einen Kniehebelarmes eine erhebliche Vergrösserung des Trägheitsmomentes zur Folge hat.
Weiter bekannte, auf der Basis der Sperrung eines Kniehebels in nicht bis zum Totpunkt gestreckter Lage beruhende Einrichtungen entsprechen aufbau-und wirkungsmässig ebenfalls nicht zur Genüge all dem eingangs als erzielenswert Angeführten, indem bei ihnen zufolge Führung des Knies des Kniegelenkes in einem Langloch eines Schiebers der Schieber die Bewegung der Kniehebelarme über die ganze Auslösebewegung mitmachen muss, also eine grosse Reibung entsteht und dabei eine grosse
Masse bewegt werden muss.
Weiter ist man auch hier hinsichtlich der Einwirkung und Anordnung der Auslösekräfte nicht frei, sondern der Auslöse- schieber ist einerseits durch ein selbsttätiges
Auslöseorgan (einen Bimetallstreifen) sperrbar und eine vorgesehene manuelle Auslösung hat eine aus mindestens zwei Teilen bestehende
Klinkeinrichtung, die aufbaumässig zum voraus örtlich im Schalter festgelegt ist.
Vorliegende Erfindung nun betrifft einen Knie- hebel, welcher den eingangs genannten erstrebten
Erfordernissen gerecht wird. Bei diesem insbesondere für die Freiauslösung von Installations- selbstschalter bestimmten Kniehebel von der Art, welche nicht bis zum Totpunkt gestreckt gesperrt sind, dient zur Sperrung ein an den äusseren Kniehebelpunkten geführter Riegel. Vorteilhaft kann der Riegel in der Wirkzone des Kniepunktes des Kniehebels eine Rast mit im Anzug verlaufender Flanke aufweisen, so dass diese Flanke beim Strecken des Kniehebels am Kniepunkt gleitend den Riegel hebt und die Rast bei Erreichen der Strecklage des Kniehebels im Kniepunkt einfällt.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Fig. 1 veranschaulicht den Kniehebel im Schritt in gesperrter Lage, die Fig. 2 ist eine Stirnansicht zu Fig. 1, die Fig. 3 zeigt den Kniehebel in entsperrter Lage und die Fig. 4 stellt den Kniehebel in einer Lage während des Bewegens in die Sperrlage dar.
Mit 1 und 2 sind Achsen bezeichnet, welche angenommenerweise Teile eines Installationsselbstschalters sind und von denen die eine von einem Handmittel, etwa einem Druckknopf zu betätigen ist, während die andere mit den Kontakten des Schalters verbunden ist. An diesen Achsen 1, 2 ist je das äussere Ende eines Kniehebelarmes 3 und 4 angelenkt, welche Arme 3, 4 in einer Achse 5 zum Kniepunkt des Kniehebels zusammengelenkt sind. Die aus dünnen Lamellen gebildeten und daher geringe Trägheit und kleine Lagerreibung aufweisenden Kniehebelarme 3, 4 sind je zu U-förmigen Bügeln gebogen, so dass sie in ihren Bewegungsebenen gesichert sind und am Arm 3 greift eine Zugfeder 6 an, die im Sinne des Streckens des Kniehebels wirkt und nach der zeichnerischen Dar-
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stellung in einer Verlängerung 3 a des Armes 3 eingehängt ist.
Diese Feder 6 könnte aber auch direkt am Arm 3 angreifen.
Zwischen den Schenkeln der Kniehebelarme 3, 4 ist ein Riegel 7 vorgesehen, der ausser von diesen Schenkeln mittels Langlöcher 8 an den Achsen 1 bzw. 2, also an den äusseren Kniehebelpunkten geführt ist. Dieser Riegel 7 hat in der Wirkzone des Kniepunktes, d. h. der Achse 5 eine Rast 9, die eine im Anzug zur Bewegungsbahn der Achse 5 verlaufende Flanke 10aufweist. Für den Angriffvon verschiedenen Auslösekräften sind anverschiedenen Stellen des Riegels 7 Anschlagflächen 11, 12, 13 vorgesehen und eine Feder 14 sucht den Riegel 7 in der Sperrlage des Kniehebels zu halten.
Bei gesperrtem Kniehebel, d. h. nach dem angenommenen Ausführungsbeispiel bei geschlossenem Schalter, sind die Kniehebelarme 3, 4 bis nahe an den Totpunkt gestreckt durch die Verrastung 5, 9 gesichert, wobei der Druck der Knieachse 5 auf die Rast 9 nur sehr klein ist, da die Achse 5 nur um weniges aus der Geraden zwischen den äusseren Kniehebelpunkten, d. h. den Achsen 1 und 2 verlagert ist. Der Riegel 7 ist aber gegen Erschütterungen durch den Zug der Feder 14 lagegesichert, wobei bei vertikaler Anordnung des Kniehebels die Gewichtswirkung des Riegels 7 an Stelle der Feder 14 treten kann.
Wirkt eine Auslösekraft P auf eine der Anschlagflächen 11, 12 oder 13, d. h. wird der Riegel 7 gehoben, so wird die Verrastung 5, 9 aufgehoben und der Kniehebel 3, 4 knickt unter dem Einfluss der durch die Pfeile pi angedeuteten Kräfte (der den Kontaktschluss im Schalter aufrechterhaltenden und der Reaktionskraft hiezu) ein (Fig. 3), so dass der Schalter geöffnet wird.
Kommt eine Kraft p2 auf den Kniepunkt zur Wirkung (Fig. 4), so gleitet, währenddem sich die Kniehebel 3, 4 gegen ihre Strecklage hin bewegen, der Riegel 7 mit der Flanke 10 am Kniepunkt entlang und wird dadurch unter gleichzeitigem Gleiten seiner Langlöcher 8 an den äusseren Kniehebelpunkten 1, 2 angehoben, bis bei Erreichen der Strecklage des Kniehebels die Rast 9 über die Knieachse 5 einfällt und den Kniehebel wieder mit dem Riegel 7 verrastet.
Ausser dem geringen Druck im verrasteten Zustand des Kniehebels und der dadurch erzielten geringen Kraftbeanspruchung für die beabsichtigte Auslösung des Schalters wird mit dem neuen Kniehebel das Trägheitsmoment beim Auslösevorgang weitgehendst beseitigt, indem keine der der Verrastung dienenden Teile die Auslösebewegung der Kniehebelarme mitmachen, sondern diese Arme hiebei allein die zu bewegenden Teile sind. Dadurch wird eine grosse Beschleunigung bei der Freiauslösung des Schalters erzielt. Diese kann noch durch Anordnung von kleinen Rollen auf den Achsen 1 bzw. 2, die die Führung in den Langlöchern vermitteln, erhöht werden.
Die Kniehebelarme können, da sie keine besonderen Mittel, wie zur Verriegelung dienende Arme haben, leicht gehalten und gestanzt sein, so dass sie neben grosser Genauigkeit ihrer körperlichen Ausführungen auch massenmässig der Beschleunigung des Ausschaltvorganges vorteilhaft sind. Das Moment des Wirkens der Auslösekraft direkt an einer Anschlagfläche des Riegels gibt eine grosse Freiheit mit Bezug auf den Angriffspunkt der Auslösekraft und gestattet verschiedene Auslösekräfte unab- hängig voneinander zur Wirkung kommen zu lassen, wie etwa thermische, magnetische oder manuelle.
Da der Riegel als planes Stück im Stanzverfahren erstellt werden kann, besitzt er grosse Genauigkeit, so dass er in seiner Rast die Strecklage des Kniehebels in dem einmal bestimmten Mass zu erreichen gestattet und damit eine besondere Regulierung des Kniehebels erübrigt. Die Ausgestaltung der Kniehebelarme als den Riegel zwischen sich haltende U-förmige Bügel ergibt einen einfachen Zusammenbau ohne sonderliche Führungsmittel für den Riegel.
Der Kniehebel gemäss der Erfindung ist nicht ausschliesslich an die Verwendung in Installationsselbstschalter gebunden, er kann vielmehr überall da zur Anwendung kommen, wo eine Kniehebeleinrichtung überhaupt in Frage kommt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kniehebel, insbesondere für die Freiauslösung von Installationsselbstschaltern, der nicht bis zum Totpunkt gestreckt gesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sperrung ein an den äusseren Kniehebelpunkten geführter Riegel dient.
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Knee lever, especially for the release of self-contained installation switches
So-called toggle levers are often used for tripping automatic installation switches as well as for other purposes.
These basically consist of two lever arms which are articulated to one another at the knee point and one, usually behind the
Dead center lying extended position can swing out to one side. Such a toggle lever should, if sufficiently secured in its extended position, form a system that is as rigid as possible, which on the one hand can be triggered by a very low force, but on the other hand offers sufficient security against unintentional triggering, as could be caused by slight vibrations. Such a toggle lever should also be as inertia-free as possible, so that the triggering takes place in the shortest possible time and the triggering force or various triggering forces (such as thermal, magnetic or manually operated) should not be tied to the knee point in their point of action on the toggle lever.
Knee levers have already become known which, in order to achieve small release forces, are not extended beyond the dead center.
To lock the toggle lever, however, these have a third lever arm, which is mounted together with one toggle lever half, and an extension on the other toggle lever half. With such a device, as is desired, very low release forces can be achieved, but the major disadvantage of insufficient shock resistance remains and the release force is also tied to the third lever arm in terms of both direction and point of application. This device is also unfavorable with regard to the release speed, since the lengthening of one toggle lever arm results in a considerable increase in the moment of inertia.
Further known devices based on the locking of a toggle lever in a position not stretched to dead center also do not adequately correspond in terms of structure and effect to all that was initially mentioned as being achievable, in that they guide the knee of the knee joint in an elongated hole of a slide Slide must join the movement of the toggle lever arms over the entire triggering movement, so there is a large amount of friction and a large one
Mass must be moved.
Furthermore, here too you are not free with regard to the action and arrangement of the release forces, but on the one hand the release slide is automatic
Release organ (a bimetallic strip) lockable and a manual release provided has one consisting of at least two parts
Ratchet device that is set locally in advance in terms of structure in the switch.
The present invention now relates to a toggle lever, which is aimed at the aforementioned
Needs. In the case of this toggle lever, which is particularly intended for the release of self-contained installation switches, of the type which are not locked stretched to dead center, a bolt guided at the outer toggle lever points is used for locking. Advantageously, the latch in the active zone of the knee point of the toggle lever can have a detent with a flank running in the suit, so that this flank slidably lifts the latch when the knee lever is stretched at the knee point and the detent falls when the knee lever is in the extended position.
The drawing shows an embodiment of the invention. 1 illustrates the toggle lever in a locked position, FIG. 2 is a front view of FIG. 1, FIG. 3 shows the toggle lever in an unlocked position and FIG. 4 shows the toggle lever in a position during movement the blocked position.
1 and 2 denote axes which are assumed to be parts of an installation circuit breaker and of which one can be actuated by a manual means, such as a push button, while the other is connected to the contacts of the switch. The outer end of a toggle lever arm 3 and 4 is articulated on these axes 1, 2, which arms 3, 4 are articulated together in an axis 5 to the knee point of the toggle lever. The toggle arms 3, 4, which are formed from thin lamellas and therefore have low inertia and low bearing friction, are each bent into U-shaped brackets so that they are secured in their planes of movement and a tension spring 6 engages on the arm 3, which in the sense of stretching the Toggle works and according to the graphic representation
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position in an extension 3 a of the arm 3 is suspended.
This spring 6 could, however, also act directly on the arm 3.
A bolt 7 is provided between the legs of the toggle lever arms 3, 4, which, in addition to these legs, is guided by means of elongated holes 8 on the axles 1 and 2, that is to say on the outer toggle lever points. This bolt 7 has in the active zone of the knee point, d. H. the axis 5 has a detent 9, which has a flank 10 that runs close to the movement path of the axis 5. For the application of different triggering forces 7 stop surfaces 11, 12, 13 are provided at different points on the bolt and a spring 14 tries to hold the bolt 7 in the locked position of the toggle lever.
When the knee lever is locked, i. H. According to the assumed embodiment with the switch closed, the toggle arms 3, 4 are stretched to close to dead center secured by the catch 5, 9, the pressure of the knee axis 5 on the catch 9 is only very small, since the axis 5 is only slightly from the straight line between the outer knee lever points, d. H. the axes 1 and 2 is shifted. However, the bolt 7 is secured in position against vibrations caused by the tension of the spring 14, with the weight effect of the bolt 7 taking the place of the spring 14 when the toggle lever is arranged vertically.
If a release force P acts on one of the stop surfaces 11, 12 or 13, d. H. If the bolt 7 is lifted, the latching 5, 9 is canceled and the toggle lever 3, 4 bends under the influence of the forces indicated by the arrows pi (the one that maintains the contact closure in the switch and the reaction force for this) (Fig. 3), so that the switch is opened.
If a force p2 comes into effect on the knee point (Fig. 4), while the toggle levers 3, 4 move towards their extended position, the bolt 7 slides with the flank 10 along the knee point and is thereby sliding its elongated holes 8 raised at the outer toggle lever points 1, 2 until the latch 9 engages over the knee axis 5 when the toggle lever is in its extended position and the toggle lever engages with the bolt 7 again.
In addition to the low pressure in the locked state of the toggle lever and the resulting low force required for the intended triggering of the switch, the new toggle lever largely eliminates the moment of inertia during the release process, as none of the parts used for locking participate in the release movement of the toggle lever arms, but these arms only the parts to be moved are. This greatly accelerates the release of the switch. This can be increased by arranging small rollers on axles 1 and 2, which provide guidance in the elongated holes.
Since they have no special means such as locking arms, the toggle lever arms can be easily held and punched so that, in addition to great accuracy of their physical design, they are also advantageous in terms of accelerating the disconnection process. The moment when the release force acts directly on a stop surface of the bolt gives great freedom with regard to the point of application of the release force and allows different release forces to take effect independently of one another, such as thermal, magnetic or manual.
Since the bar can be created as a flat piece using the stamping process, it has great accuracy, so that it allows the extended position of the toggle lever to be reached in its detent to the extent that has been determined, and thus no special regulation of the toggle lever is necessary. The design of the toggle lever arms as a U-shaped bracket holding the bolt between them results in simple assembly without any special guide means for the bolt.
The toggle lever according to the invention is not exclusively tied to use in automatic installation switches, rather it can be used wherever a toggle lever device is at all possible.
PATENT CLAIMS:
1. Toggle lever, in particular for the release of self-contained installation switches, which is not locked stretched to dead center, characterized in that a bolt guided on the outer toggle lever points is used for locking.